「讀寫」DNA:科學家計劃編寫並合成人類基因組

(圖:ArsTechnica)

1990 年,美國國立衛生研究院(NIH)與多個國際機構合作,展開了「人類基因組計劃」(Human Genome Project),開始為人類基因組 30 億對鹼基進行測序。2003 年,計劃提早完成。有賴這個研究計劃,科學家發現了 1800 多種疾病基因,開發了 2000 多種基因診斷測試,並開始研發及使用至少 350 種生物科技產品,大大提升了人類的醫學水平。

現在,科學家認為,我們能夠「閱讀」人類基因組後,是時候展開人類基因組計劃的下一階段,「編寫」人類 DNA,人工合成一個人類基因組。

合成人類基因組

2016 年 5 月,一百多名科學家、商業領袖和律師聚首哈佛大學,討論用化學合成 DNA 的方法創造人類基因組。項目命名為「人類基因組編寫計劃」(Human Genome Project-Write ,GP-Write),由哈佛遺傳學家George Church 和紐約大學醫學院遺傳學家 Jef Boeke 領導。值得注意的是,與會者當中並沒有媒體人士。

項目的最終目的是在活細胞中,合成出具有功能的 30 億對鹼基。項目花費為 10 億美元,預計 10 年內完成。組織者計劃到 2017 年底至少籌集 1000 萬美元。

潛在應用

目前,DNA 合成速度較慢,並且僅限於小片段 DNA。因此,GP-Write 要解決的首要問題是改進現有 DNA 合成技術,快速合成長鏈 DNA。

科學家希望通過 GP-Write 計劃,提升人類的健康和壽命。項目將有多方面的應用,包括:

– 培養可移植的人體器官
– 培養細胞系,用於藥物測試
– 培養細胞系,經改造後對多種病毒和癌症等具有免疫抗性
– 降低 CRISPR 基因編輯的成本,或者待 DNA 合成成本低於編輯時,直接用合成取代編輯
– 研發更有效、更安全、造價更低的治療方法和精準醫療
– 商業開發新的基因組技術,用於分析、組裝、測試等各方面

毫無疑問,GP-Write 計劃的實施將帶來一系列技術進步,同時降低技術成本。

科學家有沒有權利讓沒有生物父母的嬰兒誕生?(圖:Pixabay)

風險與爭議

雖然計劃還沒有正式開始,但目前已面臨一些倫理爭議。很多人對會議當天將媒體人士拒之門外表示震驚。此外,人類基因的專利和所有權也是問題之一。

更嚴肅的問題在於,如果人類有能力在活細胞內合成出完整的人類基因組,那意味著人類或能製造出沒有父母的嬰兒。有人曾詢問研究者,屆時將如何測試合成的基因組是否成功?這相當於間接提到了創造出來的沒有父母的「測試人」。如果創造出「測試人」,應容許胚胎成長到哪個階段?這些問題目前仍然沒有答案。

目前,GP-Write 已經籌集到 25 萬美元,組織者尚有 9 個月的時間籌集 1000 萬美元。而在此期間,計劃有關的倫理問題將繼續在爭議中。

舒超
明日科學編輯,科大生命科學學院研究生,目前努力畢業中。做實驗之餘,喜歡讀書寫字,學習語言。鐘情中國古典文學。希望有朝一日走遍天下,增廣見聞。

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